Jeśli śledzicie wiadomości o fizyce Wszechświata, musieliście przynajmniej raz natknąć się na termin „moc absolutnego ciała czarnego”. W 2013 roku grupa naukowców ogłosiła odkrycie istnienia niezwykłej siły, która może być potencjalnie silniejsza niż grawitacja. Naukowcy z Cear State University of Brazil i Federal University of Brazil podzielili się teraz nowymi szczegółami na temat tego dziwnego zjawiska.
Termin „absolutne ciało czarne” został po raz pierwszy ukuty przez fizyka Gustava Kirchhoffa w 1862 roku. Absolutne ciała czarne to klasa obiektów, które w dowolnej temperaturze pochłaniają całe padające na nie promieniowanie elektromagnetyczne we wszystkich zakresach, ale jednocześnie mogą emitować własne promieniowanie elektromagnetyczne o dowolnej częstotliwości. Wbrew nazwie absolutnie czarne ciała mają kolor. Jednym z przykładów są gwiazdy neutronowe.
Uważa się, że absolutne ciała czarne są w stanie uwolnić specjalny rodzaj promieniowania cieplnego, tak zwane „promieniowanie ciała doskonale czarnego”, które może jednocześnie przyciągać i odpychać pobliskie obiekty, wpływając na energię wewnętrzną tych samych atomów i innych cząstek. Zwyczajowo nazywa się ten efekt „mocą absolutnego ciała czarnego”. Naukowców interesuje przede wszystkim to, jak obiekty należące do klasy absolutnych ciał czarnych i nie zawsze posiadające wysokie wskaźniki masy i temperatury są w stanie wytworzyć promieniowanie, którego siła uderzenia może być silniejsza niż siła grawitacji. Oddziaływanie promieniowania ciała absolutnego (odpychanie) i siła absolutnego ciała czarnego (przyciąganie) często staje się przedmiotem badań w sferze optyki kwantowej.
W nowym badaniu przeprowadzonym przez brazylijskich naukowców, którego wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie naukowym Europhysics Letters, eksperci pytają, jak egzotyczne ciała astronomiczne (należące do klasy absolutnych ciał czarnych), a także deformacja otaczającej ich przestrzeni, mogą wpływać na siłę absolutnego ciała czarnego. W swojej pracy naukowcy obliczyli topologię, czyli deformację przestrzeni otaczającej zarówno sferyczne, jak i cylindryczne absolutne ciała czarne, i odkryli, jak zmienia się wpływająca siła promieniowania każdego z nich. Naukowcy odkryli, że krzywizna przestrzeni wokół obiektów sferycznych zwiększa siłę grawitacji. Jednocześnie takie zmiany nie będą obserwowane w absolutnych czarnych ciałach o cylindrycznym kształcie.
Co to ma wspólnego z zasadami interakcji ciał kosmicznych? Efekt ten nie został jeszcze bezpośrednio określony ani w warunkach laboratoryjnych, ani nawet w pobliżu obiektów o masie Słońca, jednak naukowcy są przekonani, że sytuacja będzie zupełnie inna, jeśli chodzi o supermasywne absolutne ciała czarne.
„Uważamy, że siła absolutnych ciał czarnych, występująca w warunkach deformacji przestrzeni wokół obiektów, które można sklasyfikować jako ciała absolutnie czarne i posiadających ultra-wysoką gęstość, może wywierać bardziej znaczący wpływ na otaczające obiekty niż przyciąganie grawitacyjne obiektów wewnątrz nieodkształcającej się przestrzeni. Na przykład te same wysoko naładowane cząstki, które tworzą dyski akrecyjne czarnych dziur”- mówi główny badacz Celio Muniz.
Zdaniem naukowców zrozumienie siły wpływu absolutnych ciał czarnych i ich promieniowania pomoże nam opracować dokładniejsze modele powstawania planet i gwiazd. A w przyszłości i odkryj specjalną siłę, tak zwane promieniowanie Hawkinga, zgodnie z którym czarne dziury są w stanie emitować cząstki elementarne.
„Ta praca pozwala nam spojrzeć na odkrycie dokonane w 2013 roku w szerszym kontekście” - podsumowuje Muniz.
Film promocyjny:
NIKOLAY KHIZHNYAK